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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Math"*-, n und Dispergieren von Feststoffen in einer Flüssigkeit mittels eines aus Mahlkörpern bestehenden Haufwerkes mit einem an seinen gegenüberliegenden
Enden mit einem Einlass und einem Auslass versehenen zylindrischen Behälter, in dem eine Welle mit in der
Höhe und zueinander versetzten Rührarmen zum Aktivieren des Haufwerkes angeordnet ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DDR-Patentschrift Nr. 52947 bekannt, mit der ein aus in flüssigen
Dispersionsmitteln verteilten Stoffen bestehendes Mahlgut mittels eines aus abgerundeten Mahlkörpern bestehenden zylindrischen Haufwerkes fein gemahlen wird. Dabei sind Rührorgane über die gesamte Länge der
Längsachse des Mahlzylinders, der das Haufwerk aufnimmt, verteilt, wobei der Zufluss für die zu zerteilende
Suspension bzw. der Abfluss für das zerteilte Gut am Boden bzw. am Kopf des Mahlzylinders vorgesehen ist.
Bei der bekannten Mahlvorrichtung wird durch das Haufwerk an der Wand des Mahlzylinders keinerlei
Verschleisswirkung hervorgerufen. Ausserdem unterliegt der die zu mahlenden Teilchen tragende Flüssigkeitsstrom vom Eingang zum Ausgang nur einer geringen inneren Rührung, so dass von einer Art laminarer Strömung ausgegangen werden kann. Dies führt dazu, dass gegenüber den bekannten Rührwerksmühlen eine erheblich verbesserte Mahlwirkung erreicht wird, d. h. um die gleiche Teilchengrössenverteilung im Mahlgut zu erhalten, kann die Mahlzeit erheblich verringert werden.
Bei der bekannten Mahlvorrichtung ist jedoch der axiale Durchsatz von Mahlgut und Flüssigkeit in den wellennahen Bereichen grösser, da dort die Haufwerksaktivierung geringer und die Viskosität am niedrigsten ist, da die Flüssigkeit in diesem Bereich wärmer ist als in Nähe des gekühlten Behältermantels. Dieser Effekt kann als
Kanalwirkung im wellennahen Bereich bezeichnet werden, die sich nachteilig auf die gewünschte
Korngrössenverteilungskurve auswirkt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, bei einer solchen Vorrichtung, wie sie eingangs beschrieben wurde, die Mahlwirkung hinsichtlich der Komgrössenverteilungskurve des Mahlgutes noch weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch zwischen den Rührarmen angeordnete, die Welle dicht umgebende Stauscheiben gelöst, deren radiale Erstreckung von der Welle geringer ist als die der Rührarme.
Diese Vorrichtung, die erst im Rahmen zahlreicher Versuche gefunden wurde, hat den Vorteil, dass durch die Stauscheiben die um die Welle im wesentlichen axial verlaufende Strömung radial nach aussen in Bereiche grösserer Mahl- bzw. Rührwirkung infolge höherer Umfangsgeschwindigkeit der Rührarme abgelenkt wird. Der im wesentlichen laminare Strömungszustand wird dadurch kaum gestört. Da unter "dicht umgeben" lediglich eine Anordnung zur Ablenkung der Strömung aus dem wellennahen Bereich zu verstehen ist, ist eine mechanische Verbindung der Stauscheibe mit der Welle nicht erforderlich, so dass die dann mit der Welle nicht gekuppelten Stauscheiben in keiner Weise als Rührorgane wirken, wie dies bei den Rührscheiben der bekannten Rührwerksmühlen der Fall ist.
Die Staubscheiben können zwischen den Rührorganen an der Welle befestigt oder mit dieser in einem Stück gefertigt sein, wobei beispielsweise jeweils eine Scheibe für jedes Paar von Rührarmen vorgesehen ist. Dabei können die Stauscheiben in Axialrichtung im Abstand zu den Rührarmen oder direkt daran angebracht sein. Die Stauscheiben können auch stufenförmige Vorsprünge aufweisen, die den axialen Raum zwischen den Rührorganen ausfüllen. Die Anordnung der Scheiben und Arme kann, senkrecht oder geneigt zur Welle erfolgen.
Zweckmässigerweise besteht das Haufwerk aus Kugeln, deren Durchmesser zwischen 0, 4 und 14, 3 mm liegen, wobei als Werkstoff Stahl, Kieselstein oder keramische Substanzen, wie Steatit, Aluminiumoxyd, Zirkondioxyd oder Hafniumdioxyd, in Frage kommen. Die Drehzahl des Rührers ist eine Funktion der gewählten Kugelgrösse, die sich abhängig von der Behälterhöhe ändern kann.
An Hand der Zeichnungen wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung. Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht schematisch den Ablauf des Mahlvorganges.
Die erfindungsgemässe, kontinuierlich arbeitende Vorrichtung, die im allgemeinen als Attritor bezeichnet wird, besteht aus einem zylindrischen Behälter--l--mit einem Einlass--2--auf der Unterseite, dem das Mahlgut in einer Flüssigkeit suspendiert durch eine Pumpe zugeführt wird. Das gemahlene Gut fliesst auf der Oberseite des Behälters--l--durch einen Auslass ab, der mit einem Sieb für das Zurückhalten der Mahlkörper --3-- versehen ist.
In dem Behälter --1-- ist ausser den das Haufwerk bildenden kugelförmigen Mahlkörpern --3-- ein Rührer --4-- angeordnet, dessen Welle --5-- sich axial bis in die Nähe des Einlasses--2--erstreckt. Der Rührer--4--hat radiale Rührarme --6-- von kreisförmigem Querschnitt, die tangential an der Welle angeordnet und in axialem Abstand zueinander jeweils um 900 versetzt sind, was durch die Arme--6a und 6b--gezeigt ist. Dabei stehen die Arme auf der einen Seite der Welle weiter vor als auf der andern, wobei diese Anordnung bei allen Armen --6-- gleich ist.
Die Befestigung der Arme-6-an der Welle-5-erfolgt durch tangentiale Ausnehmungen in der Welle--5--, gegen die die Arme--6--durch Querbolzen--8-und Muttern--7--verspannt sind.
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Zwischen jedem Paar von Armen--6--ist eine Stauscheibe--9--mit einem Ansatz--10-- vorgesehen, der sich axial über den Zwischenraum zwischen den Armen--6--des jeweiligen Paares zur Erhöhung der Festigkeit des Rührers-4-erstreckt.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, werden bei sich drehender Welle-5-die Mahlkugeln-3-durch die Arme --6-- gegenseitig bewegt, wobei die Wirkung an den Aussenenden der Arme --6-- besonders stark ist, was durch die Pfeile-A-angedeutet ist. Die Verteilung der erteilten Impulse wird durch den Umlauf der Armenden in verschiedenen Kreisbahnen weiter begünstigt.
Durch die Stauscheiben --9-- wird die im wesentlichen, über der axialen Länge schraubenförmige Strömung der Suspension unmittelbar um die Welle herum und längs derselben gestaut. Wie durch die Pfeile - gezeigt wird, lenken sie die Suspension nach aussen. Da der Durchmesser der Stauscheiben-9jedoch kleiner ist als die Länge der Arme-6--, beeinträchtigen sie die Impulserteilung an den jeweiligen Armenden nicht. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung gehen die Arme--6--durch Bohrungen in der Welle --5-- hindurch.
Bei Mahlkörpern, deren Durchmesser kleiner als 2, 4 mm ist, verwendet man Drehzahlen von 400 bis 800 Umdr/min, bei einem Durchmesserbereich von 2, 4 bis 3, 2 mm 300 bis 600 Umdr/min und bei'Durchmessern über 3, 2 mm Drehzahlen zwischen 100 und 250 Umdr/min.